專利名稱:低溫?zé)Y(jié)獨石壓電陶瓷變壓器的制作方法
本實用新型涉及一種低溫?zé)Y(jié)的獨石型壓電陶瓷變壓器。
一般的壓電陶瓷變壓器都是單片結(jié)構(gòu)。瓷片不可能做得太長太薄，升壓比僅在150～300左右，驅(qū)動電壓也不能用得很低，應(yīng)用范圍很受限制，我們于1982年報導(dǎo)的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)壓電變壓器，在一定程度上達(dá)到了提高升壓比，降低驅(qū)動電壓的目的。但該瓷料的燒結(jié)溫度高達(dá)1270℃左右，多層復(fù)合也是燒成單片，分別極化，然后疊層粘結(jié)，制作工藝復(fù)雜。而且，每片的長厚比仍然不能做得過大。因此，升壓比的提高也受到限制。如要一次燒成獨石結(jié)構(gòu)，則需耗費大量耐高溫的貴金屬做內(nèi)電極。
本實用新型是采用一種低溫?zé)Y(jié)瓷料，先軋膜、疊層成型，然后用常規(guī)燒結(jié)方法，制得一種多層獨石型壓電陶瓷變壓器。其燒成溫度低達(dá)950℃～1000℃左右。同時，還可以根據(jù)使用要求，靈活調(diào)節(jié)規(guī)格尺寸，實現(xiàn)低驅(qū)動電壓和高升壓比，交流空載升壓比可高達(dá)5000以上。
低溫?zé)Y(jié)瓷料的制備是在壓電陶瓷基料中加入少量低熔添加物?；鲜荘ZT壓電陶瓷，組成為Pb(ZrXTi1－X)O3＋MnO2〔MnO2含量為pb(ZrXTi1－X)Oa重量的0.1～0.4％〕，0.46≤x≤0.54。添加物為硼－鉍－鎘低熔玻璃，組成為XBO1.5－yBiO1.5－ZCdO，x＋y＋z＝1，0.25≤x≤0.35，0.20≤y≤0.30，0.40≤z≤0.50。低熔玻璃的含量為基料重量的2～5％。
獨石結(jié)構(gòu)壓電變壓器的制備是將低溫?zé)Y(jié)瓷料經(jīng)軋膜，被敷內(nèi)電極(含鈀量20％的鈀－銀合金漿料)，疊層成型，經(jīng)950℃～1000℃一次燒成，然后被敷外電極，經(jīng)整體極化而成。附圖1為該種壓電陶瓷變壓器示意圖。它的a～a橫剖面圖如圖2所示。圖1的左半部分為驅(qū)動端，右半部分為發(fā)電端。圖1中的陰影部分1、2分別為驅(qū)動端和發(fā)電端的外電極。無陰影部分3為瓷體。圖1和圖2中的4表示內(nèi)電極，分別用虛線和實線表示。驅(qū)動端的各層內(nèi)電極通過外電極按電學(xué)并聯(lián)，相鄰兩層極化方向相反。圖2中的5代表極化方向，用箭頭表示。由于每層的長厚比可以做得很大，所以升壓比可做得很高，而驅(qū)動電壓可低至0.5伏特。通過改變層數(shù)與幾何尺寸，可以機動地調(diào)節(jié)變壓器性能，實現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)格的系列化。
低溫?zé)Y(jié)獨石壓電陶瓷變壓器的工藝流程如下
實施例按上述瓷料與工藝，960℃燒成，規(guī)格70×10×0.2(mm3)×17層的變壓器，驅(qū)動電壓0.5伏，交流空載升壓比5000左右。又如同樣960℃燒成，規(guī)格50×7×0.2(mm3)×11層，驅(qū)動電壓0.8伏，交流空載升壓比3680。
本實用新型所提供的獨石壓電陶瓷變壓器具有燒結(jié)溫度低，工藝簡單可行，驅(qū)動電壓低，升壓比高、體積小，可以一次燒成和整體極化，便于批量生產(chǎn)等優(yōu)點。適用于靜電吸附、靜電復(fù)印、靜電超微量噴霧，光電倍增管，激光器，夜視儀，陰極射線示波管以及其他各種設(shè)備的高壓電源。特別適用于便攜式電子設(shè)備中所需的高壓電源，具有廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種以PZT為基料燒制而成的壓電陶瓷變壓器，其特征在于PZT基料中含有硼-鉍-鎘低熔玻璃，低熔玻璃的含量為基料重量的2～5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的壓電陶瓷變壓器，其特征在于變壓器整體是多層獨石結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1、2所述的獨石壓電陶瓷變壓器，其特征在于是先將瓷料軋膜、疊層成型，然后一次燒結(jié)，燒結(jié)溫度為950℃～1000℃，最后整體極化而成。
專利摘要
低溫?zé)Y(jié)獨石壓電陶瓷變壓器采用在PZT基料中加入硼-鉍-鎘低熔玻璃，經(jīng)軋膜、疊層成型，在950℃～1000℃下一次燒結(jié)，最后整體極化而成。變壓器整體是多層獨石結(jié)構(gòu)。與一般的壓電陶瓷變壓器相比，該變壓器具有燒結(jié)溫度低(低達(dá)950℃)，高升壓比(高達(dá)5000以上)，低驅(qū)動電壓(低至0.5伏特)，體積小等優(yōu)點，可廣泛用于靜電吸附、電光器件、靜電超微量噴霧器，光電倍增管、靜電復(fù)印、激光器、夜視儀等設(shè)備，特別適用于便攜式電子設(shè)備中的高壓電源。
文檔編號H01L41/18GK86201450SQ86201450
公開日1987年4月22日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者李龍土, 張孝文, 柴京鶴, 鄧維體, 劉玉順 申請人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan